詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 拍摄的第一张深场图像刚刚带来了早期宇宙的新宝藏。
一束光经过 90 亿年到达我们身边,天文学家发现了一个遥远星系周围闪烁的星团,他们将其命名为“火花者”。
这些星团,无论其性质如何,确实非常有趣:它们可能是更年轻的星团,充满了最近的恒星形成,还是更古老的球状星团,可能包含难以捉摸的恒星群,那些首先出现在新生宇宙中的恒星?
一组研究人员刚刚确定,至少有一些在银河系周围闪烁的星团属于后一种——使它们成为最遥远的星团。我们已经找到了。
“观看 JWST 的第一张图像并发现遥远星系周围的古老球状星团是一个令人难以置信的时刻,这是以前的哈勃太空望远镜成像所不可能实现的,”天体物理学家卡泰克·艾耶 (Kartheik Iyer) 说道加拿大多伦多大学的教授,他是这项研究的共同领导者。
“由于我们可以观察一系列波长的闪光,因此我们可以对它们进行建模并更好地了解它们的物理特性,例如它们的年龄以及它们包含多少颗恒星。
“我们希望通过 JWST 可以在如此远的距离观测到球状星团,这一知识将促进进一步的科学研究和对类似物体的搜索。”
球状星团在局部空间中非常常见。 我们知道银河系中大约有 150 个左右,它们是一个谜。 它们是极其密集的球形星团,由大约 10 万到 100 万颗恒星组成,这些恒星的年龄都相同,而且通常非常古老——其中一些几乎与宇宙一样古老。
它们被认为是“化石”,可以告诉我们恒星形成时宇宙的状态。
然而,我们对它们是如何形成的,或者它们来自哪里知之甚少。 弄清楚他们的实际年龄非常具有挑战性。
在早期宇宙中找到它们,并有足够的数据来确定它们的性质,也不是一件容易的事。 跨越如此遥远的距离,微小而昏暗的物体变得更难分辨。
但是,JWST 非常擅长成为有史以来发射的最大、最灵敏的太空望远镜。
它发布的第一批图片之一,标题为韦伯的第一个深场总共包含 12.5 小时的曝光时间,是迄今为止获得的早期宇宙最高分辨率的图像。
即便如此,我们可能还是错过了火花者,但有一个奇怪的现象:在我们和它之间有一个名为 SMACS 0723 的星系团。时空的引力曲率扭曲了来自遥远星系的光线,而不仅仅是将其放大100 倍,但是通过复制——不是一次,而是两次。 星系的这种“三次”扭曲提供了更多数据可供分析。
研究小组对他们识别出的 12 个星团发出的光进行了彻底的研究,其中 5 个星团没有检测到正在活跃形成恒星的星团所需要的氧气。 这就是他们得出的结论:这些物体是球状星团,不再产生新的恒星,这种状态被称为静止。
“由于火花星系比我们的银河系远得多,因此更容易确定其球状星团的年龄,”天文学家拉米亚·莫拉说多伦多大学的教授,他是这项研究的共同领导者。
“我们正在观察 90 亿年前的火花,当时宇宙只有 45 亿年的历史,观察的是很久以前发生的事情。
“可以把它想象成根据一个人的外表来猜测他的年龄——很容易区分 5 岁和 10 岁的人,但很难区分 50 岁和 55 岁的人。”
如果它们是球状星团——这可以通过额外的确认光谱学研究它们的化学成分——它们可以代表一些最早的已知物体淬火研究人员说,恒星的形成。 它可以为球状星团的形成提供一些见解。
这些星团的年龄表明,它们形成的时间大约是在宇宙从以前黑暗和不透明的时候开始变得透明,允许光线自由流动的时候。 这意味着它们的形成可能与星系形成的最早阶段有关。
“这些新发现的星团是在接近第一次可能形成恒星时形成的,”说莫拉。
围绕我们银河系漂浮的幽灵般的星团可能变得更加有趣。
该团队的研究成果发表于天体物理学杂志通讯。